Электронная почта:sales@czgraphite.com
Телефон:+86 15533739372
Теплостойкость: углерод-углеродные композиты выдерживают температуру до 3000°C (5432°F) без существенной деградации. Это делает их идеальными для использования в аэрокосмической отрасли, ракетных двигателях и тормозных системах, где экстремально высокие температуры являются обычным явлением.
Термостойкость: эти композиты сохраняют прочность и структурную целостность при повышенных температурах, в отличие от металлов или полимеров, которые могут ослабнуть или деформироваться.
Высокое отношение прочности к весу: углерод-углеродные композиты легкие, но чрезвычайно прочные, предлагая замечательное отношение прочности к весу. Это делает их идеальными для применений, где минимизация веса имеет решающее значение, например, в аэрокосмической промышленности и высокопроизводительных транспортных средствах.
Прочность на сжатие: они обладают хорошей прочностью на сжатие, что делает их эффективными в сопротивлении силам, которые сжимают материал.
Ударопрочность: они прочные и устойчивые к ударам, хотя при определенных условиях могут быть хрупкими.
Композиты углерод-углерод относительно легкие по сравнению с металлами, что обеспечивает им низкую плотность при сохранении превосходных механических свойств. Это ключевой фактор для аэрокосмических приложений, где снижение веса имеет важное значение для топливной эффективности и производительности.
Сопротивление трению: эти композиты обладают высокой устойчивостью к износу и трению, что делает их идеальными для тормозных систем и других применений, где поверхности подвергаются повторяющемуся трению или высокому контактному напряжению.
Длительный срок службы: благодаря высокой износостойкости углерод-углеродные композиты обычно имеют длительный срок службы в высокопроизводительных приложениях, особенно в условиях высоких температур.
Low to Moderate Thermal Conductivity: Carbon-carbon composites generally have low to moderate thermal conductivity compared to metals, making them effective as heat insulators. However, thermal conductivity can vary depending on the fiber alignment and the amount of porosity within the matrix.
Химическая стабильность: углерод-углеродные композиты обладают высокой устойчивостью к коррозии, в отличие от металлов, которые могут со временем разрушаться из-за факторов окружающей среды, таких как влага и соль.
Устойчивость к окислению: хотя углерод подвержен окислению, использование специальных покрытий или работа в контролируемых атмосферах (например, вакуум или инертные газы) помогает предотвратить окисление при высоких температурах.
Хорошая электропроводность: Углерод-углеродные композиты демонстрируют хорошую электропроводность, что делает их полезными в приложениях, где необходимы электрические свойства, например, в некоторых областях аэрокосмической или оборонной промышленности.
Углерод-углеродные композиты устойчивы к ползучести, то есть они не деформируются при длительном напряжении или высоких температурах, что имеет решающее значение для деталей, подвергающихся постоянному давлению или тепловым нагрузкам в течение длительного времени.
Brittleness: Although they are strong and tough, carbon-carbon composites can be brittle under certain conditions, particularly under sudden or high-impact loads.
Fracture Toughness: The material is somewhat prone to cracking if subjected to sharp, localized stresses, especially if there are manufacturing defects or internal voids in the structure.
Устойчивость к усталости: углерод-углеродные композиты обладают высокой устойчивостью к усталости, то есть они могут выдерживать многократные циклы напряжения или деформации без значительных повреждений, что делает их идеальными для применений, связанных с циклическими нагрузками, например, в лопатках турбин или тормозных системах.
Эти композиты обладают сравнительно высокими демпфирующими свойствами, то есть они могут поглощать и рассеивать энергию вибраций или ударных нагрузок, что полезно для компонентов, работающих в условиях высоких напряжений.
Анизотропный материал: свойства углерод-углеродных композитов в значительной степени зависят от ориентации углеродных волокон. Если волокна выровнены в одном направлении, материал будет демонстрировать высокую прочность и жесткость в этом направлении, но его эксплуатационные характеристики могут быть ниже в других направлениях. Однако, если ткать или выкладывать в нескольких ориентациях, материал может быть разработан для обеспечения сбалансированной прочности и сопротивления во всех направлениях.
Проблемы переработки: Углерод-углеродные композиты трудно перерабатывать из-за их высокотемпературной обработки и углеродной матрицы, хотя исследования в области устойчивых методов продолжаются.
Устойчивость к окружающей среде: Они могут выдерживать суровые условия окружающей среды, такие как экстремальные температуры, окислительные среды и химическое воздействие, без значительной деградации, что снижает потребность в техническом обслуживании.
Уплотнение и обработка: углерод-углеродные композиты часто требуют сложного и трудоемкого производственного процесса, включая пиролиз исходных материалов и несколько этапов уплотнения для обеспечения плотной, хорошо связанной структуры.
Кастомизация: благодаря производственному процессу углерод-углеродные композиты можно адаптировать для удовлетворения конкретных механических и термических потребностей применения.
Характеристики
1. Высокая прочность: углеродное волокно обладает чрезвычайно высокой прочностью на разрыв, обеспечивая превосходную структурную прочность изготовленных деталей.
2. Высокий модуль: углеродное волокно обладает высокой жесткостью и модулем упругости, что делает материал менее склонным к деформации и изгибу при воздействии силы.
3. Легкость: углеродное волокно имеет очень низкую плотность, легче металлического алюминия, что позволяет получать легкие изделия.
4. Коррозионная стойкость: хорошая устойчивость к кислотам, щелочам и другим химикатам, способность противостоять коррозии и продлевать срок службы.
5. Высокая термостойкость: может сохранять хорошие характеристики в условиях высоких температур и подходит для высокотемпературной рабочей среды.
С точки зрения применения, осажденный ламинированный материал из углеродного волокна широко используется в следующих областях благодаря своим превосходным характеристикам, упомянутым выше.
Авиационно-космическая промышленность: используется при производстве компонентов самолетов и космических аппаратов, таких как фюзеляж, крылья и т. д., для удовлетворения спроса на легкий вес и высокую прочность.
Автомобильная промышленность: используется в производстве автомобильных приводных валов, листовых рессор, рам, тормозных колодок и других компонентов, а также кузова и шасси для достижения легкого веса автомобиля и повышения производительности транспортного средства.
Спортивные товары: используется в производстве корпусов клюшек для гольфа, велосипедных рам, удочек и т. д., использование легкого и высокопрочного углеродного волокна для повышения производительности спортивного инвентаря.
Кроме того, осажденные ламинированные углеродные волокнистые материалы также используются в судостроении, производстве гоночных автомобилей и других областях, где требуется легкость и высокая прочность. Основная продукция — монокристаллическая печь, поликристаллическая крышка печи, верхняя пластина, прокладка, внутренняя защитная пластина высокотемпературной печи, спекающие поддоны и т. д.
Индекс рациональной производительности
| Продукция |
ХФУ |
| Оценки | Ламинированный |
| Насыпная плотность (г/см³) | 1.2-1.5 |
| Содержание углерода（%) | ≥98.5-99.9 |
|
Прочность на изгиб (МПа) |
100~150 |
|
Прочность на растяжение (МПа) |
90~130 |
| Прочность на изгиб (МПа) | 100-200 |
| Прочность на сдвиг между слоями (МПа) | ≥13 |
|
Прочность на сжатие (МПа) |
130~170 |
| Модуль упругости при растяжении (ГПа) | 25~35 |
| Коэффициент линейного расширения (10-6/К) |
0.3~1.2 |
| Удельное сопротивление (мкОм·к) |
30~43 |
| Теплопроводность (Вт/м·К) | 10-30 |
| Зола (PPM) | ≤65 |
|
Температура обработки (℃) |
2400 |
Примечание
Весь процесс химического осаждения из паровой фазы, импортная пряжа из углеродного волокна Toray T700, предварительно сплетенная трехмерным методом иглопробивного вязания, толщина может быть достигнута 25 мм.
Характеристики
Превосходные механические свойства: само углеродное волокно обладает характеристиками высокой прочности и высокого модуля, что делает плетеный композитный материал 2.5D превосходным по механическим свойствам и способным выдерживать большие нагрузки и напряжения.
Легкий вес: по сравнению с металлическими материалами плетеные материалы из углеродного волокна имеют меньшую плотность, поэтому они легче по весу, что помогает реализовать облегченную конструкцию изделий.
Высокая проектируемость: технология плетения 2.5D позволяет волокнам переплетаться в трех измерениях, образуя более сложную структуру, которая обеспечивает большую гибкость в проектировании и процессе производства материала, который можно настраивать в соответствии с конкретными потребностями.
Повышенная ударопрочность: благодаря технологии плетения 2.5D композиты способны лучше рассеивать и поглощать энергию удара, тем самым повышая ударопрочность материала.
Высокая прочность между слоями: по сравнению с традиционными фанерными композитами, 2.5D плетеные композиты улучшают межслойную связь за счет эффекта переплетения волокон, что повышает прочность между слоями и позволяет избежать межслойного разделения и скалывания.
С точки зрения применения, плетеные материалы из углеродного волокна 2.5D в основном используются в.
Аэрокосмическая отрасль: благодаря своим легким и высокопрочным характеристикам плетеные материалы из углеродного волокна 2.5D широко используются в конструктивных элементах аэрокосмических аппаратов, таких как самолеты, ракеты и спутники, таких как люки, конструкции кузова, вентиляторные кассеты двигателя и т. д.
Область автомобилестроения: в автомобилестроении плетеные материалы из углеродного волокна 2.5D могут использоваться для изготовления ключевых элементов, таких как кузов и шасси, для достижения облегченной конструкции автомобилей и повышения топливной экономичности и ходовых качеств.
Другие области: Кроме того, плетеные материалы из углеродного волокна 2.5D могут использоваться в спортивном оборудовании, фотоэлектрических тепловых полях, тормозных дисках и других областях, чтобы в полной мере раскрыть его легкий вес и высокую прочность, коррозионную стойкость, устойчивость к высоким температурам и другие превосходные характеристики.
Основная продукция — это гайка для крепления, монокристаллический держатель для внутренней кастрюли печи, монокристаллический нагреватель, монокристаллический дефлектор, цилиндр сохранения тепла, поликристаллическая верхняя пластина, поликристаллическая крышка печи, рубашка пресс-формы горячего прессования, стержень рабочего колеса и так далее.
Индекс физико-химических показателей
|
Оценки |
2.5D |
|
Плотность (г/см³) |
1.5~1.8 |
|
Прочность на изгиб (МПа) |
120~180 |
|
Предел прочности на разрыв (МПа) |
100~140 |
|
Прочность на межслойный сдвиг (МПа) |
10~15 |
|
Прочность на сжатие в направлении Z (МПа) |
120~150 |
|
Прочность на сжатие в направлении XY (МПа) |
180~250 |
|
Модуль упругости при растяжении (ГПа) |
25~35 |
|
Коэффициент линейного расширения (10-6/К) |
0.5~1.3 |
|
Удельное сопротивление (мкОм-к) |
15~40 |
|
Теплопроводность (Вт/м·К) |
30-50 |
|
Зола (PPM) |
≤100 |
Примечание
Углеродный композитный материал имеет проектируемость, настраиваемую в соответствии с использованием заказчиком окружающей среды, в определенном направлении для повышения технических показателей. Для удовлетворения потребностей заказчика.
Характеристики
Высокая прочность, низкая плотность, малый вес: этот композитный материал сочетает в себе высокие прочностные и легкие свойства углеродного волокна, что позволяет добиться облегченной конструкции при сохранении высокой прочности, что имеет важное значение для улучшения характеристик таких транспортных средств, как самолеты и автомобили.
Высокая проектируемость: Благодаря различным анизотропным свойствам углеродных волокон их прочность особенно высока вдоль направления волокон. Таким образом, композиты могут быть адаптированы для удовлетворения конкретных потребностей в производительности на основе направления сил в сценарии использования.
Высокая термостойкость: по сравнению с металлическими материалами или алюминиевыми сплавами, композиты на основе углеродного волокна имеют гораздо меньшую степень ухудшения механических свойств при высоких температурах, что обеспечивает им лучшую стабильность в высокотемпературных средах.
Высокая безопасность: этот композитный материал обладает хорошей ударопрочностью и является высокобезопасным в качестве формованной детали, в определенной степени защищая пользователей и оборудование.
Хорошая усталостная прочность: после многократной нагрузки композиты из углеродного волокна сохраняют свою прочность, что является еще одним важным преимуществом.
С точки зрения применения композиты из углеродного волокна, нанесенные методом 3D-напыления, в основном используются в:
Аэрокосмическая отрасль: благодаря своим характеристикам высокой прочности, низкой плотности и устойчивости к высоким температурам этот композитный материал широко используется для изготовления конструктивных деталей аэрокосмических аппаратов, таких как самолеты и спутники, для повышения производительности и надежности аппаратов.
Сфера автомобилестроения: легкий вес и высокая прочность композитов из углеродного волокна позволяют широко использовать их в автомобилестроении, например, для изготовления кузова, шасси и других ключевых компонентов, что позволяет добиться облегчения конструкции автомобилей и повышения топливной экономичности.
Тепловое поле электронного оборудования: С быстрым развитием электронных технологий мощность электронных компонентов становится все выше, а требования к характеристикам рассеивания тепла также становятся все выше.
Композиты из углеродного волокна, нанесенные методом 3D-напыления, способны образовывать непрерывный путь теплопроводности, что оказывает существенное влияние на повышение теплопроводности композитов и поэтому широко используется в области отвода тепла в электронном оборудовании.
Углерод-углеродные композиты — это материалы, изготовленные путем объединения углеродных волокон с углеродной матрицей. Углеродные волокна обычно сплетены или выровнены, а матрица часто создается с помощью высокотемпературного процесса, известного как пиролиз, который преобразует исходный материал, такой как смола или пек, в углерод. В результате получается легкий, прочный и термостойкий материал.
Высокое отношение прочности к весу: углерод-углеродные композиты прочные, но легкие, что делает их идеальными для аэрокосмической промышленности и высокопроизводительных приложений. Высокая термостойкость: они могут выдерживать чрезвычайно высокие температуры, часто до 3000 °C, не теряя своей структурной целостности, что делает их полезными в таких средах, как реактивные двигатели, сопла ракет и тормозные системы для самолетов. Долговечность и прочность: углерод-углеродные композиты обладают превосходной износостойкостью и могут выдерживать усталость и удары лучше, чем металлы, во многих случаях. Коррозионная стойкость: в отличие от металлов, углерод-углеродные композиты устойчивы к коррозии под воздействием факторов окружающей среды, что делает их пригодными для суровых условий.
Авиакосмическая промышленность: такие компоненты, как сопла ракет, тепловые экраны и лопатки турбин. Автомобилестроение: высокопроизводительные тормозные диски в спортивных и гоночных автомобилях (например, тормозные роторы из углерод-углерода). Оборона и армия: легкая броня и другие высокопроизводительные приложения. Промышленное применение: инструменты и детали, используемые в экстремальных условиях, например, в печах и оборудовании для высокотемпературной обработки.
Процесс обычно включает: Создание волокнистой заготовки: углеродные волокна сплетаются в определенный узор или могут быть выровнены в желаемом направлении. Пропитка прекурсорным материалом: волокнистая заготовка пропитывается смолой или полимерным прекурсором. Пиролиз: пропитанные волокна нагреваются в бескислородной среде (процесс, называемый пиролизом) при высоких температурах, преобразуя матрицу в углерод и сплавляя ее с углеродными волокнами. Затем материал может подвергаться дальнейшей обработке, такой как уплотнение (для заполнения зазоров и пор) и термическая обработка для улучшения его свойств.
Хотя термины «углеродный композит» и «углерод-углерод» часто используются взаимозаменяемо, углерод-углеродные композиты конкретно характеризуются наличием углеродной матрицы, в отличие от других композитов, которые могут использовать такие материалы, как полимеры или керамика, в качестве матриц. Углерод-углеродные композиты более специализированы, как правило, разработаны для экстремальных температур и напряжений.
Cost: The production process is expensive, especially due to the high temperatures involved in the pyrolysis step. Brittleness: While carbon-carbon composites are tough and resistant to wear, they can be brittle and prone to cracking under certain stresses. Complex Manufacturing: The process of making carbon-carbon composites is labor-intensive and requires specialized equipment, making scaling up production difficult.
Переработка углерод-углеродных композитов — сложная задача. Поскольку они сделаны из углеродных волокон и углеродных матриц, переработка часто включает разрушение материала посредством высоких температур или химических процессов. Однако переработка углерод-углеродных композитов все еще является новой областью с ограниченной инфраструктурой и методами.
Материал матрицы: Углерод-углеродные композиты имеют углеродную матрицу, тогда как CFRP использует полимерную матрицу (обычно эпоксидную или винилэфирную). Высокотемпературные характеристики: Углерод-углеродные композиты отлично проявляют себя при высоких температурах, тогда как CFRP часто ограничены температурами ниже 250-300 °C. Области применения: CFRP чаще используются в приложениях, где важны снижение веса и умеренная прочность (например, автомобильные и спортивные товары), тогда как углерод-углеродные композиты обычно зарезервированы для экстремальных условий, таких как аэрокосмическая промышленность и высокопроизводительные тормозные системы.
English